KR19980049802A - 차량용 무단 변속장치 - Google Patents

Abstract

구성을 간단히 하면서도 4륜 구동을 가능하게 할 수 있는 차량용 무단 변속장치를 제공할 목적으로; 엔진의 출력단과 연결되어 엔진으로부터 출력되는 회전동력의 토오크를 변환하고, 단속기능을 수행하는 발진기구와; 상기 발진기구의 후측 출력단에 배치되어 차량의 전, 후진 방향을 제어하는 전, 후진 제어기구와; 상기 전, 후진 제어기구의 출력단에 배치되는 구동풀리와, 상기 구동풀리와 소정의 간격을 두고 이격되어 배치되는 종동풀리와, 상기 구동 및 종동풀리를 연결하는 벨트로 이루어져 이들 풀리의 직경 가변으로 무단 변속을 행하는 무단 변속기구와; 상기 무단 변속기구의 종동풀리와 이를 지지하는 축에 각각 연결되어 전륜 및 후륜으로 구동력을 전달하는 전, 후진 구동기구와; 를 포함하여 이루어지는 차량용 무단 변속장치를 제공한다.

Description

차량용 무단 변속장치

본 발명은 차량용 무단 변속장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 간단한 구성으로 4륜 구동을 실현할 수 있도록 한 차량용 무단 변속장치에 관한 것이다.

차량의 변속장치는 엔진의 구동력을 구동륜에 전달하는 기능을 갖고 있는데, 이러한 변속장치에는 운전자의 의지대로 운전자가 직접 변속단을 선택하는 수동 변속장치와, 차량의 주행조건에 따라 자동적으로 변속이 이루어지는 자동 변속장치와, 각 변속단 사이에 특정한 변속 영역이 없이 무단으로 연속적인 변속이 이루어지는 무단 변속장치로 대별된다.

상기와 같은 변속장치에 있어서, 본 발명은 유압을 이용하는 자동 변속장치의 단점을 보완하여 연비 및 동력 전달성능, 그리고 중량면에서 큰 장점을 갖는 무단 변속장치에 관계하며, 이의 무단 변속장치는 입력축과 출력축에 장착되는 폴리의 직경변위를 이용하는 방식이 주로 사용되고 있다.

그리고 상기와 같은 무단 변속장치를 이용하여 전륜 또는 후륜을 구동시키고, 필요에 따라서는 4륜 구동을 실시할 수 있도록 하고 있다.

그러나 상기와 같이 전륜 또는 후륜을 구동시킬 때에는 그 구성을 간단히 할 수 있으나, 4륜 구동을 위하여는 복잡한 구성으로 이루어지게 되어 그 제작이 용이하지 못하고, 제조원가를 상승시킴은 다수의 축이 이용됨으로써, 동력손실이 크다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 간단한 구성으로 제작 및 제조원가를 절감하고, 동력손실을 최소화할 수 있는 차량용 무단 변속장치를 제공함에 있다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은, 엔진의 출력단과 연결되어 엔진으로부터 출력되는 회전동력의 토오크를 변환하고, 단속기능을 수행하는 발진기구와; 상기 발진기구의 후측 출력단에 배치되어 차량의 전, 후진 방향을 제어하는 전, 후진 제어기구와; 상기 전, 후진 제어기구의 출력단에 배치되는 구동풀리와, 상기 구동풀리와 소정의 간격을 두고 이격되어 배치되는 종동풀리와, 상기 구동 및 종동풀리를 연결하는 벨트로 이루어져 이들 풀리의 직경 가변으로 무단 변속을 행하는 무단 변속기구와; 상기 무단 변속기구의 종동풀리와 이를 지지하는 축에 각각 연결되어 전륜 및 후륜으로 구동력을 전달하는 전, 후진 구동기구와; 를 포함하여 이루어지는 차량용 무단 변속장치를 제공한다.

도 1은 본 발명에 의한 제 1 실시예의 무단 변속장치 구성도.

도 2는 본 발명에 적용되는 무단 변속기구의 단면도.

도 3은 본 발명에 의한 제 2 실시예의 무단 변속장치의 구성도

도 4는 본 발명에 의한 제 3 실시예의 무단 변속장치의 구성도

도 5는 본 발명에 의한 제 4 실시예의 무단 변속장치의 구성도이다.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 1도는 본 발명에 의한 무단 변속장치의 구성도로서, 엔진(2)으로부터 발생된 회전동력은 이의 출력단에 배치된 발진기구(4)인 토오크 컨버터에 전달된다.

상기에서 발진기구(4)는 엔진(2)의 회전동력을 전달 및 차단하거나 토오크 변환이 이루어질 때의 비틀림 진동을 흡수하는 기구로서, 흔하게는 토오크 컨버터 또는 토셔널 댐퍼를 에로 들수가 있으며, 이들 중 그 어느 것을 사용하여도 좋으나, 본 발명에서는 토오크 컨버터를 적용한 것으로 예시하였다.

그리고 발진기구(4)의 출력단을 형성하는 입력축(6)사에 배치되는 전, 후진 제어기구(8)는 더블 피니언 유성기어 셋트가 적용되는데, 이의 선기어(10)가 상기 입력축(6)과 직결되며, 링기어(12)는 제 1 마찰부재(14)를 개재시켜 가변적으로 상기 입력축(6)과 연결되어 선택적으로 입력요수로 작용할 수 있도록 하였으며, 제 2 마찰부재(16)를 통해 변속기 하우징(18)과 가변적으로 연결되어 반력요소로 작용할 수 있도록 하였다.

또한, 상기 선기어(10)와 링기어(12) 사이에 치합되는 제 1, 2 피니언(20)(22)을 연결하는 유성캐리어(24)는 제1 동력전달부재(26)와 연결되어 출력요소로 작용하게 된다.

상기에서 제 1 마찰부재(14)는 클러치 수단으로 통상의 다판 클러치가 사용될 수 있으며, 제 2 마찰부재(16)는 브레이크 수단으로 통상의 밴드 브레이크가 사용될 수 있다.

그리고 상기 제 1축(26)의 후단부에 연결되는 구동풀리(28)와, 상기 구동풀리(28)와 소정의 간격을두고 이격 배치되는 종동풀리(30)와, 상기 양 풀리(28)(30)를 연결하는 벨트(32)를 포함하여 이루어지는 무단 변소긱구(33)가 배치된다.

상기에서 구동 및 종동풀리(28)(30)는 엔진(2)의 구동력에 의하여 발생되는 유압에 의하여 제어되면서 그의 외경이 가변되어 변속작용을 행할 수 있게 되는데, 제 2도는 그것을 가능하게 하는 일 실시예의 구성을 보여주고 있다.

즉, 구동 풀리(28)는 고정측 풀리(34)와 가변측 풀리(36)로 이루어지는데, 고정측 풀리(34)는 제 1축(26)과 일체로 형성되어 있으며, 가변측 풀리(36)는 이의 제 1축(26)상에서 좌우 이동할 수 있는 상태로 결합되고 있다.

상기 가변측 풀리(36)측에는 케이싱 부재(38)가 설치되어 이들 사이에 유압 쳄버(40)를 형성하고 있다.

이 유압 쳄버(40)는 제 1축(26)에 형성된 유로(42)를 통하여 엔진의 구동력에 의해 생성되는 압력유체가 공급될 수 있도록 되어 있다.

그리고 종동풀리(30)는 상기와 마찬가지로 고정측 풀리(44)와 가변측 풀리(46)로 이루어지되, 상기 고정측 풀리(44)가 제2축(48)에 일체로 형성된다.

또한, 가변측 풀리(46)는 상기 제2축(48)상에서 좌우 이동할 수 있도록 결합되고, 이의 가변측 풀리(46)에는 케이싱 부재(50)가 개재되어 유압쳄버(52)를 형성하고 있으며, 상기 유압 쳄버(52)에는 제2축(48)에 형성된 유로(54)를 통하여 엔진의 구동력에 의해 생성되는 압력유체가 공급될 수 있도록 되어 있다.

물론 상기 구동 및 종동풀리(28)(30)의 구성은 상기 구성에 한정되는 것은 아니고 이의 구성으로부터 용이하게 발명할 수 있는 것은 모두 포함한다.

그리고 상기 종동풀리(30)에는 도 1에서와 같이, 전, 후륜 기구(56)(58)과 연결되는데, 본 발명에서는 종동풀리(30)를 지지하고 있는 제2축(48)을 전륜 구동축으로 형성하였다.

이를 위하여 상기 종동풀리(30를 지지하고 있는 제2축(48)상에 전륜 구동을 위한 디프렌셜(60)을 형성하였다.

또한, 후륜 구동기구(58)는 종동풀리(30)의 고정풀리(44) 외측 가장자리에 베벨기어(62)를 형성하고, 이에 트랜스퍼 샤프트(64)와 드라이브 샤프트(66)를 연결하였다.

물론 상기 트랜스퍼 샤프트(64)와 드라이브 샤프트(66)는 제2축(48)과는 직교하는 방향으로 배치되며, 상호 기어로 연결이 이루어지게 된다.

이와 같이 이루어지는 본 발명의무단 변속장치는, 발진기구(4)로부터 출력되는 회전동력은 정, 역회전 제어기구(8)에서 전, 후진이 결정되는데, 운전자가 셀렉터 레버를 주행 D 레인지로 선택하면 제1 마찰부재(14)를 작동 제어하고, R 레인지로 선택하면 제2 마찰부재(16)를 작동시키게 된다.

즉, 제1 마찰부재(14)가 작동되면, 입력축(6)의 동력이 선기어(10)과 링기어(12)를 통해 입력됨으로써, 더블 피니언 유성기어셋트가 직결되면서 유성캐리어(24)와 제1축(26)를 통해 정회전 동력을 출력시키게 된다.

그리고 상기와는 반대로 제2 마찰부재(16)가 작동되면, 링기어(12)가 반력요소가 되면서 캐리어(24)가 역회전하면서 출력이 이루어져 역회전의 동력을 출력하게 되는 것이다.

이와같이 정, 역회전 제어기구(8)로부터 동력이 출력되면, 무단 변속기구(33)로 입력되어 구동풀리(28)와 종동풀리(30)의 외경변화에 따라 무단 변속이 이루어져 전, 후진 제어기구(56)(58)를 통해 출력된다.

즉, 상기 무단 변속기구(33)의 회전속도 변화조건은, 첫째, 구동풀리(28)와 종동풀리(30)의 외경이 동일할 때와, 둘째 구동풀리(28)의 외경이 종동풀리(30)의 직경 보다 큰 경우와, 셋째 구동풀리(28)의 직경이 종동풀리(30)의 직경보다 작은 경우로 나누어 생각할 수 있다.

첫째 조건으로 구동 및 종동(28)(30)의 외경이 동일한 경우에는 1 : 1의 변속비를 갖게 된다.

그리고 둘째로 구동풀리(28)의 외경이 종동풀리(30)의 직경 보다 큰 경우에는 구동풀리(28)의 회전수 보다 종동풀리(30)의 회전수가 커지기 때문에 증속이 이루어지게 되며, 셋째 구동풀리(28)의 외경이 종동풀리(30)의 직경 보다 작아지는 경우에는 구동풀리(28)의 회전수가 종동풀리(30)의 회전수 보다 작아지기 때문에 감속이 이루어지게 되는 것이다.

이러한 작용으로 주행레인지에서는 출발시점부터 고속 주행까지 변속단 구분이 없는 점진적인 변속이 이루어지면서 전,후 구동기구(56)(58)를 통해 출력이 이루어지게 되어 전진 및 후진 주행이 이루어지게된다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명에 의하면 전, 후진 구동기구(56)(58)가 직접 무단 변속기구(33)의 종동풀리(30)와 연결됨으로써, 그 구성을 매우 간단히 할 수 있게 된다.

도 3은 본 발명의 제 2 실시예를도시한 것으로서, 제2축(48)사에 디프렌셜(60)을 설치한 제1 실시예와는 달리 제2축(46)의 일단에 기어(68)를 장착하고, 이어 트랜스퍼 샤프트(70)를 연결하며, 이의 트랜스퍼 샤프트(70)로부터 전달되는 회전동력을 디프렌셜(60)로 입력시켜 전륜 좌, 우 구동축(72)(74)을 구동시킬 수 있도록 한 것이다.

그리고 도 4는 본 발명의 제4 실시예를 도시한 것으로서, 이는 종동풀리(30)의 구동측 풀리(44)에 전륜 구동기구(56)를 연결하고, 제2축(48)에 후륜 구동기구(58)를 연결한 것이다.

도 5는 본 발명의 제4 실시예를 도시한 것으로서, 이는 종동풀리(30)의 구동측 풀리(44)로부터 전륜 구동기구(56)로 동력을 전달하여 전륜 구동만이 이루어질 수 있도록 한 것이다.

이를 위하여 베벨기어(62)에 트랜스퍼 샤프트(70)를 직교하는 방향으로 연결하고, 이의 트랜스퍼 샤프트(70)로부터 전달되는 회전동력을 디프렌셜(60)로 입력시켜 전륜 좌, 우 구동축(72)(74)을 구동시킬 수 있도록 한 것이다.

상기 제2, 3 실시예는 제 1 실시예와 구성만을 약간 달리할 뿐 그 작용은 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 무단 변속장치는 간단한 구성으로 제작 및 제조원가를 절감하고, 동력손실을 최소화할 수 있는 발명인 것이다.

Claims (7)

1. 엔진의 출력단과 연결되어 엔진으로부터 출력되는 회전동력의 토오크를 변환하고, 단속기능을 수행하는 발진기구와; 상기 발진기구의 후측 출력단에 배치되어 차량의 전, 후진 방향을 제어하는 전, 후진 제어기구와; 상기 전, 후진 제어기구의 출력단에 배치되는 구동풀리와, 상기 구동풀리와 소정의 간격을 두고 이격되어 배치되는 종동풀리와, 상기 구동 및 종동풀리를 연결하는 벨트로 이루어져 이들 풀리의 직경 가변으로 무단 변속을 행하는 무단 변속기구와; 상기 무단 변속기구의 종동풀리에 형성되는 이를 지지하는 축에 각각 연결되어 전륜 및 후륜으로 구동력을 전달하는 전, 후진 구동기구와; 를 포함하여 이루어지는 차량용 무단 변속장치
2. 청구항 1에 있어서, 전, 후진 제어기구는 더블 피니언 유성기어 셋트로 이루어지되, 선기어는 입력축과 직결되며, 링기어는 제 1 마찰부재를 개재시켜 상기 입력축과 동시에 제2 마찰부재를 통해 변속기 하우징과 연결되며, 상기 선기어와 링기어 사이에 치합되는 제 1, 2 피니언을 연결하는 유성캐리어는 제1축을 통해 무단 변속기구와 연결됨을 특징으로 하는 차량용 무단 변속장치.
3. 청구항 2에 있어서, 제1 마찰부재는 클러치 수단으로 다판 클러치가 사용되고, 제2 마찰부재는 브레이크 수단으로 밴드 브레이크가 사용됨을 특징으로 하는 차량용 무단 변속장치.
4. 청구항 1에 있어서, 무단 변속기구는 제1축의 후단부에 연결되는 구동풀리와, 상기 구동풀리와 소정의 간격을 두고 이격 배치되는 종동풀리와, 상기 양 풀리를 연결하는 벨트를 포함하여 이루어지며, 상기 구동 및 종동풀리는 엔진의 구동력에 의하여 발생되는 유압에 의하여 제어되면서 그의 외경이 가변되도록 구성됨을 특징으로 하는 차량용 무단 변속장치.
5. 청구항 1에 있어서, 전륜 구동기구는 종동풀리를 지지하고 있는 제2축상에 디프렌셜을 형성하여 이루어지고, 후륜 구동기구는 종동풀리의 고정풀리 외측 가장자리에 베벨기어를 형성하고, 이에 트랜스퍼 샤프트와 드라이브 샤프트를 연결하여 형성함을 특징으로 하는 차량용 무단 변속장치.
6. 청구항 1에 있어서, 전륜 구동기구는 제2축의 일단에 기어를 장착하고, 이에 트랜스퍼 샤프트를 연결하며, 이의 트랜스퍼 샤프트로부터 전달되는 회전동력을 디프렌셜로 입력시켜 전륜 좌, 우 구동축을 구동시킬 수 있도록 형성함을 특징으로 하는 차량용 무단 변속장치.
7. 청구항 6에 있어서, 전륜 구동기구는 종동풀리의 구동측 풀리에 형성된 베벨기어로 부터 동력을 전달받을 수 있도록 형성하고, 후륜 구동기구는 종동풀리를 지지하고 있는 제2축으로 부터 동력을 전달받을 수 있도록 형성한 것을 특징으로 하는 차량용 무단 변속장치.